مع دخول العديد من مصنعي معدات الاتصالات إلى نطاق تردد الموجة المليمترية ، لا بد أن تعمل تقنية MIMO الضخمة على إطلاق موجة ضخمة
1. تقدير القناة
يحتل تقدير القناة موقعًا مهمًا في نظام الاتصال. سواء كان التقدير دقيقًا أم لا ، سيكون له تأثير عميق على أداء النظام ، خاصةً عندما يتعذر على مفكك تشفير القناة مقاومة تأثير أخطاء تقدير القناة المفرطة. أولاً ، يحتوي نظام MIMO الضخم على صفيف هوائي واسع النطاق ، وتتوافق استجابة القناة المقابلة مع قانون معين للأعداد الكبيرة (LLN). ثانيًا ، تعتمد MIMO الضخمة الحالية تقنية TDD. تختلف هذه التقنية عن تقنية FDD ولها خصائص المعاملة بالمثل. لا يزال البحث عن تقنية TDD يمثل تحديًا. أخيرًا ، تظل مشكلة التلوث التجريبية لأنظمة MIMO الضخمة دون حل. تنشأ هذه المشكلة عند استخدام التسلسلات التجريبية المتعامدة في خلية واحدة ، ولكن يتم استخدام نفس مجموعة التسلسلات التجريبية بين الخلايا. السبب الرئيسي لهذه المشكلة هو أنه عندما يستخدم المستخدمون نفس مجموعة متواليات التدريب أو تسلسلات التدريب غير المتعامدة ، فإن تسلسلات التدريب التي يرسلها المستخدمون في الخلايا المجاورة تكون غير متعامدة. لذلك ، فإن القناة المقدرة بواسطة المحطة الأساسية ليست القناة المستخدمة بين المستخدم المحلي والمحطة الأساسية ، ولكنها قناة ملوثة بتسلسلات التدريب التي يرسلها المستخدمون في الخلايا الأخرى.
2. نمذجة القناة
في نظام MIMO الضخم ، تم تجهيز المحطة الأساسية بعدد كبير من الهوائيات ، مما يحسن بشكل كبير الدقة المكانية لإرسال MIMO. تتميز قناة الإرسال اللاسلكي بخصائص جديدة ، ويجب مناقشة نموذج القناة المناسب لنظام MIMO الضخم بشكل منهجي. في ظل نموذج قناة معين وقدرة الإرسال ، يتم تحديد الحد الأقصى لمعدل الإرسال (أي سعة القناة) التي تدعمها القناة بدقة ، وذلك للكشف عن تأثير خصائص القناة المختلفة على سعة القناة ، وتوفير أساس مهم لتحقيق المستوى الأمثل تصميم نظام النقل. وكذلك تقييمات الأداء مثل الكفاءة الطيفية وكفاءة الطاقة.
3. كشف الإشارة
تكنولوجيا الكشف عن الإشارة في نظام Massive MIMO لها تأثير حاسم على الأداء العام للنظام. بالمقارنة مع نظام MIMO الحالي ، تم تجهيز المحطة الأساسية في نظام MIMO الضخم بعدد كبير من الهوائيات ، لذلك يتم إنشاء كمية كبيرة من البيانات ، مما يضع متطلبات أعلى على خوارزميات معالجة التردد اللاسلكي والنطاق الأساسي. من المتوقع أن تكون خوارزميات الكشف عن MIMO عملية ، حيث توازن بين التعقيد المنخفض والتوازي العالي ، مع إمكانية تحقيق الأجهزة واستهلاك منخفض للطاقة
4. اقتناء CSI
وفقًا لمتطلبات الموثوقية العالية للجيل الخامس والكمون المنخفض ، يجب أن يكون تقدير CSI في الوقت الفعلي ودقيقًا. يلعب CSI دورًا داعمًا ومضمونًا في نمذجة القنوات المستقبلية والتواصل. إذا تعذر التقاط CSI بسرعة وبدقة ، فستكون عملية الإرسال مضطربة ومحدودة بشدة. وفقًا لنتائج البحث الحالية ، إذا تم إدخال وحدة تتلاشى سريعًا في نظام MIMO ضخم ، فإن CSI للنظام سيتغير ببطء بمرور الوقت. بالإضافة إلى ذلك ، فإن عدد المستخدمين المتزامنين الذين يخدمهم النظام لا علاقة له بعدد هوائيات المحطة الأساسية ، وهو مقيد بقدرة النظام على الحصول على CSI. يوضح الشكل 5 إطار عمل CSI في NR.
V. تصميم أجهزة واسعة النطاق لمجموعة الهوائيات
من المعروف جيدًا أن المسافة بين الهوائيات صغيرة جدًا بحيث لا تسبب تداخلًا متبادلًا ، لذا فإن كيفية النشر الفعال لعدد كبير من الهوائيات في مساحة محدودة تصبح تحديًا جديدًا. يواجه البحث حول المشكلات المذكورة أعلاه العديد من التحديات. مع تعميق البحث ، يعلق الباحثون آمالًا كبيرة على تطبيق تقنية MIMO الضخمة في 5G. من المتوقع أن تصبح تقنية MIMO الضخمة إحدى التقنيات الأساسية التي تميز 5G عن الأنظمة الحالية. يوضح الشكل 6 بنية تصميم رقاقة كاشف MIMO القائمة على ADRES.
